Защита линий электропередачи с двухсторонним питанием, генераторов и трансформаторов

1. ЗАЩИТА ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ С ДВУХСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ, ГЕНЕРАТОРОВ И ТРАНСФОРМАТОРОВ

ФГБОУ ВО
«Уфимский государственный авиационный технический университет»
ЗАЩИТА ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ С
ДВУХСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ, ГЕНЕРАТОРОВ И
ТРАНСФОРМАТОРОВ
Составитель: студент группы ТЭТ-408 Вагапов Л.Р.
Уфа 2020

2. В зависимости от класса напряжения используются направленные защиты: −направленная МТЗ −дистанционные −дифференциальные

В ЗАВИСИМОСТИ ОТ КЛАССА НАПРЯЖЕНИЯ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ
НАПРАВЛЕННЫЕ ЗАЩИТЫ:
−НАПРАВЛЕННАЯ МТЗ
−ДИСТАНЦИОННЫЕ
−ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ
−ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ ЗАЩИТЫ
ЗАЩИТА ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ С
ДВУХСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ

3.

НАПРАВЛЕННАЯ МТЗ- ЗАЩИТА ДЕЙСТВУЮЩАЯ ТОЛЬКО
ПРИ ОПРЕДЕЛЕННОМ НАПРАВЛЕНИИ МОЩНОСТИ КЗ.
Схема сети с двусторонним питанием и размещение направленных
токовых защит: ♂ – токовая направленная защита (стрелка
указывает направление мощности, при которой защита действует
на отключение)
Защита в этих сетях должна не только реагировать на появление тока КЗ,
но для обеспечения селективности должна также учитывать
направление мощности КЗ в защищаемой линии (или, иначе говоря, фазу
тока в линии относительно напряжения на шинах).

4. Принцип действия дистанционной защиты (ДЗ) основан на определении удаленности до места КЗ путем измерения сопротивления,

ДИСТАНЦИОННАЯ ЗАЩИТА
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ДИСТАНЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ (ДЗ)
ОСНОВАН НА ОПРЕДЕЛЕНИИ УДАЛЕННОСТИ ДО МЕСТА КЗ
ПУТЕМ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ, КОТОРОЕ
ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ ПО ЗАМЕРУ:
• ВЕЛИЧИНЫ ОСТАТОЧНОГО НАПРЯЖЕНИЯ В МЕСТЕ
УСТАНОВКИ ЗАЩИТЫ;
• ВЕЛИЧИНЫ ТОКА КЗ, ПРОХОДЯЩЕГО ПО
ЗАЩИЩАЕМОМУ ПРИСОЕДИНЕНИЮ.

5.

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ
ЗАЩИТЫ
Дифференциальные защиты – защиты, непосредственно
сравнивающие электрические величины в заданных местах
защищаемых линий. Дифференциальные защиты линий являются
абсолютно селективными, выполняются без выдержек времени.
Различают продольные и поперечные дифференциальные защиты
линий (ДЗЛ).
Продольная дифференциальная защита
линии подключается на
токи по концам защищаемой линии таким
образом, чтобы в
нормальных режимах и при внешних КЗ
геометрическая сумма
векторов токов была равна нулю, а при КЗ
на защищаемой линии –
току КЗ
а – при КЗ вне зоны действия защиты;
б – в зоне действия защиты;
РТ – реле токовое, РП – реле промежуточное,
ТТ – трансформаторы тока

6.

Поперечная дифференциальная защита линий (поперечная ДЗЛ)
подключается на разность токов параллельных линий . При
внешнем КЗ по параллельным ЛЭП протекают одинаковые по
величине и направлению токи, в связи с чем дифференциальный ток в
защите равен нулю. При КЗ на одной из линий дифференциальный ток
приобретает значительную величину, достаточную для срабатывания
защиты.
а – при КЗ вне зоны действия
защиты; б – в зоне действия защиты

7. Дифференциально-фазная высокочастотная защита (ДФЗ) основана на сравнении фаз тока по концам защищаемой линии.

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ФАЗНАЯ
ВЫСОКОЧАСТОТНАЯ ЗАЩИТА
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ФАЗНАЯ ВЫСОКОЧАСТОТНАЯ ЗАЩИТА (ДФЗ) ОСНОВАНА НА
СРАВНЕНИИ ФАЗ ТОКА ПО КОНЦАМ ЗАЩИЩАЕМОЙ ЛИНИИ.
Принцип действия дифференциально-фазной ВЧ защиты:
а – при КЗ вне зоны действия защиты; б – в зоне действия
защиты

8. Для защиты трансформаторов повреждений и ненормальных режимов в соответствии с ПУЭ применяются следующие основные типы релейной

АВТОТРАНСФОРМАТОРОВ
ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ ПОВРЕЖДЕНИЙ И НЕНОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ В
СООТВЕТСТВИИ С ПУЭ ПРИМЕНЯЮТСЯ СЛЕДУЮЩИЕ ОСНОВНЫЕ ТИПЫ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ.
1. ПРОДОЛЬНАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ЗАЩИТА – ОТ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ В ОБМОТКАХ И
НА ИХ НАРУЖНЫХ ВЫВОДАХ, ДЛЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ МОЩНОСТЬЮ, КАК ПРАВИЛО, 6,3 MBА
И ВЫШЕ; С ДЕЙСТВИЕМ НА ОТКЛЮЧЕНИЕ ТРАНСФОРМАТОРА.
2. ТОКОВАЯ ОТСЕЧКА БЕЗ ВЫДЕРЖКИ ВРЕМЕНИ – ОТ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ НА НАРУЖНЫХ
ВЫВОДАХ ВН ТРАНСФОРМАТОРА СО СТОРОНЫ ПИТАНИЯ И В ЧАСТИ ОБМОТКИ ВН, ДЛЯ
ТРАНСФОРМАТОРОВ, НЕ ОБОРУДОВАННЫХ ПРОДОЛЬНОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТОЙ; С
ДЕЙСТВИЕМ НА ОТКЛЮЧЕНИЕ.
3. ГАЗОВАЯ ЗАЩИТА – ОТ ВСЕХ ВИДОВ ПОВРЕЖДЕНИЙ ВНУТРИ БАКА (КОЖУХА)
ТРАНСФОРМАТОРА, СОПРОВОЖДАЮЩИХСЯ ВЫДЕЛЕНИЕМ ГАЗА ИЗ ТРАНСФОРМАТОРНОГО
МАСЛА, А ТАКЖЕ ОТ ПОНИЖЕНИЯ УРОВНЯ МАСЛА, ДЛЯ МАСЛЯНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
МОЩНОСТЬЮ, КАК ПРАВИЛО, 6,3 MBА И ВЫШЕ; С ДЕЙСТВИЕМ НА СИГНАЛ И НА
ОТКЛЮЧЕНИЕ.
4. МАКСИМАЛЬНАЯ ТОКОВАЯ ЗАЩИТА (С ПУСКОМ ИЛИ БЕЗ ПУСКА ПО НАПРЯЖЕНИЮ) – ОТ
СВЕРХТОКОВ, ОБУСЛОВЛЕННЫХ ВНЕШНИМИ МЕЖДУФАЗНЫМИ КОРОТКИМИ ЗАМЫКАНИЯМИ
НА СТОРОНАХ НН ИЛИ СН
ТРАНСФОРМАТОРА, ДЛЯ ВСЕХ ТРАНСФОРМАТОРОВ, НЕЗАВИСИМО ОТ МОЩНОСТИ И НАЛИЧИЯ
ДРУГИХ ТИПОВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ; С ДЕЙСТВИЕМ НА ОТКЛЮЧЕНИЕ.
5. СПЕЦИАЛЬНАЯ ТОКОВАЯ ЗАЩИТА НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ, УСТАНАВЛИВАЕМАЯ В
НУЛЕВОМ ПРОВОДЕ ТРАНСФОРМАТОРОВ СО СХЕМОЙ СОЕДИНЕНИЯ Υ/Υ И ∆/Υ – ОТ
ОДНОФАЗНЫХ КЗ НА ЗЕМЛЮ В СЕТИ НН, РАБОТАЮЩЕЙ С ГЛУХОЗАЗЕМЛЕННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ
(КАК ПРАВИЛО, 0,4 КВ); С ДЕЙСТВИЕМ НА ОТКЛЮЧЕНИЕ.
6. МАКСИМАЛЬНАЯ ТОКОВАЯ ЗАЩИТА В ОДНОЙ ФАЗЕ – ОТ СВЕРХТОКОВ, ОБУСЛОВЛЕННЫХ
ПЕРЕГРУЗКОЙ, ДЛЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ, НАЧИНАЯ С 400 КВА, У КОТОРЫХ ВОЗМОЖНА
ПЕРЕГРУЗКА ПОСЛЕ ОТКЛЮЧЕНИЯ ПАРАЛЛЕЛЬНО РАБОТАЮЩЕГО ТРАНСФОРМАТОРА ИЛИ
ПОСЛЕ СРАБАТЫВАНИЯ МЕСТНОГО ИЛИ СЕТЕВОГО АВР; С ДЕЙСТВИЕМ НА СИГНАЛ ИЛИ НА
АВТОМАТИЧЕСКУЮ РАЗГРУЗКУ.

9. Для выполненя дифференциальной защиты трансформатора (автотрансформатора) используется тот же самый принцип, что и для защиты

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ПРОДОЛЬНАЯ
ЗАЩИТА
Принцип действия дифференциальной защиты
трансформатора (автотрансформатора):
а – токораспределение при сквозном КЗ;
б – то же при КЗ в трансформаторе (в зоне действия
дифференциальной защиты)
ДЛЯ ВЫПОЛНЕНЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ
ТРАНСФОРМАТОРА (АВТОТРАНСФОРМАТОРА)
ИСПОЛЬЗУЕТСЯ ТОТ ЖЕ САМЫЙ ПРИНЦИП, ЧТО И ДЛЯ
ЗАЩИТЫ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ, НО ЭТА ЗАЩИТА
ИМЕЕТ НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ:
∙Наличие намагничивающего тока, проходящего только со стороны источника
питания.
∙Неравенство вторичных токов и разнотипность трансформаторов тока.
∙Неодинаковые схемы соединения обмоток трансформаторов.
∙ Наличие токов небаланса в схеме дифференциальной защиты.

10. Газовая защита трансформатора применяется для реагирования на такие повреждения, как междувитковое замыкание в обмотках

ГАЗОВАЯ ЗАЩИТА
ГАЗОВАЯ ЗАЩИТА ТРАНСФОРМАТОРА ПРИМЕНЯЕТСЯ ДЛЯ РЕАГИРОВАНИЯ НА ТАКИЕ
ПОВРЕЖДЕНИЯ, КАК МЕЖДУВИТКОВОЕ ЗАМЫКАНИЕ В ОБМОТКАХ ТРАНСФОРМАТОРА,
НА КОТОРЫЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ И МАКСИМАЛЬНАЯ ТОКОВАЯ ЗАЩИТА НЕ
РЕАГИРУЮТ, ТАК КАК В ПОДОБНЫХ СЛУЧАЯХ ВЕЛИЧИНА ТОКА ЗАМЫКАНИЯ
ОКАЗЫВАЕТСЯ НЕДОСТАТОЧНОЙ ДЛЯ СРАБАТЫВАНИЯ ЗАЩИТЫ.
Установка газового реле на трансформаторе

11. Синхронные генераторы – это сложные электромеханические устройства с вращающимся ротором. В них возможны следующие повреждения:

ЗАЩИТА ГЕНЕРАТОРОВ
СИНХРОННЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ – ЭТО СЛОЖНЫЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА С
ВРАЩАЮЩИМСЯ РОТОРОМ. В НИХ ВОЗМОЖНЫ СЛЕДУЮЩИЕ ПОВРЕЖДЕНИЯ:
-ПОВРЕЖДЕНИЯ В ОБМОТКЕ СТАТОРА
-ПОВРЕЖДЕНИЯ В ОБМОТКЕ РОТОРА
-НЕНОРМАЛЬНЫЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ ГЕНЕРАТОРОВ.
На современных турбогенераторах устанавливаются защиты:
-Продольная дифференциальная защита
-Поперечная дифференциальная защита
-Защита от замыканий на землю в обмотке статора
-Токовая защита обратной последовательности
-Защита от внешних симметричных КЗ
-Защита от несимметричных токов перегрузки генератора
-Защита от симметричных токов перегрузки генератора
-Защита от повышения напряжения
-Защита от асинхронного режима (потери возбуждения)
-Защита обмотки ротора от замыкания на землю
-Защита ротора от перегрузки током.

12. На двигателях напряжением выше 1000 В должны устанавливаться следующие устройства релейной защиты: – защита от междуфазных

ЗАЩИТА ДВИГАТЕЛЕЙ
НА ДВИГАТЕЛЯХ НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫШЕ 1000 В ДОЛЖНЫ УСТАНАВЛИВАТЬС
УСТРОЙСТВА РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ:
– ЗАЩИТА ОТ МЕЖДУФАЗНЫХ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ;
– ЗАЩИТА ОТ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ;
– ЗАЩИТА ОТ ДВОЙНЫХ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ;
– ЗАЩИТА ОТ ПЕРЕГРУЗКИ.